環(huán)境工程學(xué)：第五章大氣質(zhì)量與大氣污染

1、空氣空氣（習(xí)慣上）指室內(nèi)或某場所（習(xí)慣上）指室內(nèi)或某場所( (如車間，會議室和廠區(qū)如車間，會議室和廠區(qū)等等) )供人和動植物生存的氣體。供人和動植物生存的氣體。大氣大氣（大氣物理學(xué)、大氣氣象學(xué)、自然地理學(xué)以及環(huán)境科學(xué)（大氣物理學(xué)、大氣氣象學(xué)、自然地理學(xué)以及環(huán)境科學(xué)的研究）指大區(qū)域或全球性的氣流。的研究）指大區(qū)域或全球性的氣流。大氣圈大氣圈受地心引力而隨地球旋轉(zhuǎn)的大氣層。受地心引力而隨地球旋轉(zhuǎn)的大氣層。 厚度：厚度：100010001400km;1400km; 總質(zhì)量：總質(zhì)量：6000600010101515kgkg。 分層：對流層、平流層、中間層、熱層及外層分層：對流層、平流層、中間層、熱層及

2、外層一、大氣的結(jié)構(gòu)一、大氣的結(jié)構(gòu)第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染（4）熱）熱 層層 高度高度 85800km ； 特點：特點：a、溫度隨高度增加而升高，層內(nèi)溫度高，晝夜變化大；、溫度隨高度增加而升高，層內(nèi)溫度高，晝夜變化大； b、大部分空氣分子發(fā)生電離，又稱為電離層、大部分空氣分子發(fā)生電離，又稱為電離層 ；（1）對流層）對流層 平均厚度平均厚度 12km ； 特點：特點：a、高度隨緯度和季節(jié)不同；、高度隨緯度和季節(jié)不同； b、溫度隨高度增加而降低，垂直方向上形成強烈對流；、溫度隨高度增加而降低，垂直方向上形成強烈對流； c、氣體密度大，集中了、氣體密度大，集中了75%的大氣質(zhì)

3、量和幾乎全部水汽，的大氣質(zhì)量和幾乎全部水汽， 主要天氣現(xiàn)象和大氣污染大多發(fā)生在這一層。主要天氣現(xiàn)象和大氣污染大多發(fā)生在這一層。（2）平流層）平流層 高度高度 1755km ； 特點：特點：a、溫度隨高度增加而升高；、溫度隨高度增加而升高； b、大氣很穩(wěn)定，垂直對流運動很小，主要為平流運動、大氣很穩(wěn)定，垂直對流運動很小，主要為平流運動 ； c、大氣透明度高，水汽和塵埃很少，幾乎無天氣現(xiàn)象、大氣透明度高，水汽和塵埃很少，幾乎無天氣現(xiàn)象。（3）中間層）中間層 高度高度 5585km ； 特點：特點：a、溫度隨高度增加而降低；、溫度隨高度增加而降低； b、空氣的垂直對流運動相當(dāng)強烈、空氣的垂直對流運動

4、相當(dāng)強烈 ； c、幾乎無水汽和塵埃，大氣透明度好；、幾乎無水汽和塵埃，大氣透明度好；（5）散逸層）散逸層 高度高度 800km以上的大氣以上的大氣 ； 特點：特點：a、空氣極為稀薄；、空氣極為稀薄； b、電離度大。、電離度大。第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染氮（氮（N2） 氧（氧（O2） 氬（氬（Ar）78.08 20.95 0.93來源：蒸發(fā)、蒸騰作用來源：蒸發(fā)、蒸騰作用作用：作用：（1）產(chǎn)生天氣現(xiàn)象，引起濕度變化和熱量轉(zhuǎn)化；產(chǎn)生天氣現(xiàn)象，引起濕度變化和熱量轉(zhuǎn)化； （2）吸收長波輻射，對地面保溫。）吸收長波輻射，對地面保溫。

5、水汽凝結(jié)物、大氣塵埃和懸浮在空氣中的其他雜質(zhì)水汽凝結(jié)物、大氣塵埃和懸浮在空氣中的其他雜質(zhì)1、干潔空氣、干潔空氣3、懸浮顆粒、懸浮顆粒2、水汽（、水汽（0.026） 穩(wěn)定組分：穩(wěn)定組分：氮、氧、氬、氖、氦、氪、氫、氙等，這一組分的比例，從地球表面至90公里的高度范圍內(nèi)都是穩(wěn)定的。 不穩(wěn)定組分：不穩(wěn)定組分：二氧化碳、二氧化硫、甲烷、硫化氫、臭氧、氮氧化物、水汽等。主要來源于自然界的火山爆發(fā)、地震、巖石風(fēng)化、森林火災(zāi)等和人類活動產(chǎn)生。第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染由于人類活動和自然過程引起某種物質(zhì)進入大氣中，由于人類活動和自然過程引起某種物質(zhì)進入大氣中，呈現(xiàn)足夠濃度，達到足夠時間

6、，并因此而危害了人體呈現(xiàn)足夠濃度，達到足夠時間，并因此而危害了人體的舒適、健康和福利或危害了環(huán)境的現(xiàn)象。的舒適、健康和福利或危害了環(huán)境的現(xiàn)象。第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染 全球性的酸雨全球性的酸雨目前國際關(guān)注的三大環(huán)境問題：目前國際關(guān)注的三大環(huán)境問題： COCO2 2濃度的增加（溫室效應(yīng)）濃度的增加（溫室效應(yīng)） 臭氧層的破壞臭氧層的破壞 1、按形成原因分類、按形成原因分類一次污染物一次污染物：直接從污染源排入大氣的各種氣體、顆：直接從污染源排入大氣的各種氣體、顆粒物質(zhì)等。粒物質(zhì)等。二次污染物：二次污染物：某些一次污染物在大氣中與其他化學(xué)物某些一次污染物在大氣中與其他化學(xué)物

7、發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的新的污染物。發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的新的污染物。第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染2、按存在狀態(tài)分類、按存在狀態(tài)分類顆粒污染物：顆粒污染物：粉塵、煙、飛灰、黑煙、霧粉塵、煙、飛灰、黑煙、霧氣態(tài)污染物：氣態(tài)污染物：含硫化合物、含氮化合物、碳氧化合物、含硫化合物、含氮化合物、碳氧化合物、 碳氫化合物、鹵化物碳氫化合物、鹵化物氣態(tài)污染物氣態(tài)污染物一次污染物一次污染物二次污染物二次污染物含硫化合物含硫化合物SO2、H2SSO3、H2SO4、MSO4含氮化合物含氮化合物NO、NH3NO2、 HNO3、 MNO3、O3碳氧化合物碳氧化合物CO、 CO2 無無 碳氫化合物碳氫化合

8、物CmHn醛、酮、過氧乙?；跛嶂⑼?、過氧乙酰基硝酸脂鹵素化合物鹵素化合物HF、HCl無無第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染：大氣中粒徑：大氣中粒徑 10 10微米的固體顆粒物。微米的固體顆粒物。 粒徑粒徑 10 10微米的固體顆粒物。微米的固體顆粒物。顆粒污染物顆粒污染物 煤煙：煤煙： 引起支氣管炎等。如果煤煙中附有各種工業(yè)粉塵(如金屬顆粒)，則可引起相應(yīng)的塵肺等疾病。 硫酸煙霧：硫酸煙霧： 對皮膚、眼結(jié)膜、鼻粘膜、咽喉等均有強烈刺激和損害。嚴重患者如并發(fā)胃穿孔、聲帶水腫、狹窄、心力衷竭或胃臟刺激癥狀均有生命危險。 鉛：鉛： 略超大氣污染允許深度時，可引起紅血球礙害等慢性

9、中毒癥狀；高濃度時引起強烈的急性中毒癥狀。第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染二氧化硫：二氧化硫： 濃度為15ppm時可聞到嗅味，5ppm長吸入可引起心悸、呼吸困難等心肺疾病。重者可引起反射性聲帶痙攣，喉頭水腫以至窒息。氧化氮：氧化氮： 主要指一氧化氮和二氧化氮，中毒的特征是對深部呼吸道的作用，重者可致肺壞疽；對粘膜、神經(jīng)系統(tǒng)以及造血系統(tǒng)均有損害，吸入高濃度氧化氮時可出現(xiàn)窒息現(xiàn)象。一氧化碳：一氧化碳： 對血液中的血色素親和能力比氧大210倍，能引起嚴重缺氧癥狀即煤氣中毒。約100ppm時就可使人感到頭痛和疲勞。第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染臭氧：臭氧： 其影響

10、較復(fù)雜，輕病表現(xiàn)肺活量少，重病為支氣管炎等。 硫化氫：硫化氫： 濃度為100ppm吸入215分鐘可使人嗅覺疲勞，高濃度時可引起全身礙害而死亡。氰化物：氰化物： 輕度中毒有粘膜刺激癥狀，重者可使意識逐漸昏，雖直性痙攣，血壓下降，迅速發(fā)生呼吸障礙而死亡。氰化物中毒后遺癥為頭痛，失語癥、癲癇發(fā)作等。氰化物蒸汽可引起急性結(jié)膜充血、氣喘等。第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染氟化物：氟化物： 可由呼吸道、胃腸道或皮膚侵入人體，主要使骨骼、造血、神經(jīng)系統(tǒng)、牙齒以及皮膚粘膜等受到侵害。重者或因呼吸麻痹、虛脫等而死亡。氯：氯： 主要通過呼吸道和皮膚粘膜對人體發(fā)生中毒作用。當(dāng)空氣中氯的濃度達0.0

11、40.06毫克/升時，3060分鐘即可致嚴重中毒，如空氣中氯的濃度達3毫克/升時，則可引起肺內(nèi)化學(xué)性燒傷而迅速死亡第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染1 1、影響所及范圍：、影響所及范圍： 局部性污染局部性污染 地區(qū)性污染地區(qū)性污染 廣域性污染廣域性污染 全球性污染全球性污染 2 2、能源性質(zhì)和大氣污染物組成和反應(yīng)：、能源性質(zhì)和大氣污染物組成和反應(yīng)： 煤炭型煤炭型 石油型石油型 混合型混合型 特殊型特殊型 第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染一次污染物一次污染物二次污染物二次污染物煤炭型煤炭型污染污染粉塵和二氧化硫粉

12、塵和二氧化硫硫酸及其鹽類所構(gòu)成的氣硫酸及其鹽類所構(gòu)成的氣溶膠溶膠石油型石油型污染污染烯烴、二氧化氮以烯烴、二氧化氮以及烷、醇、碳基化及烷、醇、碳基化合物等合物等臭氧、氫氧基、過氧氫基臭氧、氫氧基、過氧氫基等自由基以及醛、酮和等自由基以及醛、酮和PAN(PAN(過氧乙酸硝酸脂過氧乙酸硝酸脂) ) 混合型污染混合型污染是指以煤炭為主，還包括以石油是指以煤炭為主，還包括以石油為燃料的污染源而排放出的污染物體系。此為燃料的污染源而排放出的污染物體系。此種污染類型是由煤炭型向石油型過渡的階段，種污染類型是由煤炭型向石油型過渡的階段，它取決于一個國家的能源發(fā)展結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟發(fā)它取決于一個國家的能源發(fā)展結(jié)構(gòu)和經(jīng)

13、濟發(fā)展速度。展速度。 特殊型污染特殊型污染是指某些工礦企業(yè)排放的特殊氣是指某些工礦企業(yè)排放的特殊氣體所造成的污染，如氯氣、金屬蒸汽或硫化體所造成的污染，如氯氣、金屬蒸汽或硫化氫、氯化氫等氣體。氫、氯化氫等氣體。 第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染3 3、污染物的化學(xué)性質(zhì)及其存在狀況：、污染物的化學(xué)性質(zhì)及其存在狀況： 還原型還原型 氧化型氧化型 還原型是指以煤、石油等為燃料所產(chǎn)生的大還原型是指以煤、石油等為燃料所產(chǎn)生的大氣污染，實質(zhì)上就是第二種分類方法中的煤氣污染，實質(zhì)上就是第二種分類方法中的煤炭型和混合型污染。炭型和混合型污染。倫敦?zé)熿F事件倫敦?zé)熿F事件 氧化型是指以石油為燃料所

14、產(chǎn)生的大氣污染，氧化型是指以石油為燃料所產(chǎn)生的大氣污染，實質(zhì)上就是第二種分類方法中的石油型污染。實質(zhì)上就是第二種分類方法中的石油型污染。洛杉磯光化學(xué)煙霧洛杉磯光化學(xué)煙霧第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染大氣污染大氣污染自然自然人為人為自然界所發(fā)生火山爆發(fā)、地展、自然界所發(fā)生火山爆發(fā)、地展、臺風(fēng)、森林火災(zāi)等自然災(zāi)害造成臺風(fēng)、森林火災(zāi)等自然災(zāi)害造成人類活動排放有毒有害氣體造成人類活動排放有毒有害氣體造成1 1、污染物排放的方式、污染物排放的方式 高架源、面源、線源高架源、面源、線源 （適用于大氣擴散計算）（適用于大氣擴散計算）2 2、污染物排放的時間、污染物排放的時間 連續(xù)源、間斷

15、源、瞬時源連續(xù)源、間斷源、瞬時源 （適用于分析大氣污染物排放的時間規(guī)律）（適用于分析大氣污染物排放的時間規(guī)律）大氣污染源分類：大氣污染源分類：第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染3 3、污染源存在的形式、污染源存在的形式 固定污染源固定污染源 移動污染源移動污染源（適用于進行大氣質(zhì)量評價時繪制污染源分析圖）（適用于進行大氣質(zhì)量評價時繪制污染源分析圖） 固定源固定源位置和地點固定不變的污染源。主要指位置和地點固定不變的污染源。主要指工礦企業(yè)在生產(chǎn)中排放的大量污染物。冶金、鋼鐵、工礦企業(yè)在生產(chǎn)中排放的大量污染物。冶金、鋼鐵、建材等工業(yè)企業(yè)都是對大氣環(huán)境污染嚴重的固定源。建材等工業(yè)企業(yè)

16、都是對大氣環(huán)境污染嚴重的固定源。 移動污染源移動污染源交通工具在行駛時向大氣中排放的交通工具在行駛時向大氣中排放的有害氣體而形成的污染源。有害氣體而形成的污染源。4 4、人類社會活動功能、人類社會活動功能 工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源 交通運輸污染源、生活污染源交通運輸污染源、生活污染源第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染 由火力發(fā)電、鋼鐵、化工和硅酸鹽等工礦企業(yè)在生產(chǎn)過程中所排放的煤煙、粉塵及有害化合物等形成的污染源。此類污染源由于不同工礦企業(yè)的生產(chǎn)性質(zhì)和流程工藝的不同，其所排放的污染物種類和數(shù)量大不相同，但有一個共同的特點是，排放源集中、濃度高、局地污染強度高

17、。是城市大氣污染的罪魁禍首。 第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染主要是不當(dāng)施用農(nóng)藥、化肥、有機糞肥等過程產(chǎn)生的有害物質(zhì)揮發(fā)擴散，以及施用后期NOX、CH4、揮發(fā)性農(nóng)藥成分從土壤中逸散進入大氣等形成的污染源。 第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染第五章第五章 大氣質(zhì)量與大

18、氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染由汽車、飛機、火車和輪船等交通運輸工具運行時向大氣中排放的尾氣。這類污染源屬流動污染源，主要污染物是煙塵、碳氫化合物、NOX、金屬塵埃等，是城市大氣環(huán)境惡化的主要原因之一。 第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染是指居民日常燒飯、取暖、沐浴等活動，燃燒化石燃料而向大氣排放煙塵、SO2 、NOX等污染物。這類污染源屬固定源，具有分布廣、排量大、污染高度低等特點，是一些城市大氣污染不可忽視的污染源。但是，隨著城市電氣化的推進，城市生活污染源將從根本上得到遏制。 第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染大

19、氣環(huán)境質(zhì)量標準大氣環(huán)境質(zhì)量標準 以保障人體健康和正常生活條件為主要目標，規(guī)定出大氣環(huán)境中某些主要污染物的最高允許濃度。大氣污染物排放標準大氣污染物排放標準 以實現(xiàn)大氣環(huán)境質(zhì)量標準為目標對污染源排放的污染物作出限制。其作用是直接控制污染源排出的污染物濃度或排放物以防止大氣污染。 大氣污染物控制技術(shù)標準大氣污染物控制技術(shù)標準 它根據(jù)大氣污染物排放標準的要求結(jié)合生產(chǎn)工藝特點，對必須采取的污染控制措施加以明確規(guī)定。 大氣污染警報標準大氣污染警報標準 大氣環(huán)境污染惡化到必須向社會公眾發(fā)出一定警報的標準。第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染一

20、類區(qū)一類區(qū)：自然保護區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其它需要特殊保護的地：自然保護區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其它需要特殊保護的地區(qū)。區(qū)。二類區(qū)二類區(qū)：城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、：城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū)。文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū)。三類區(qū)三類區(qū)：特定工業(yè)區(qū)。：特定工業(yè)區(qū)。 一類區(qū)執(zhí)行一級標準一類區(qū)執(zhí)行一級標準 二類區(qū)執(zhí)行二級標準二類區(qū)執(zhí)行二級標準 三類區(qū)執(zhí)行三級標準三類區(qū)執(zhí)行三級標準第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染大氣污染物綜合排放標準大氣污染物綜合排放標準GB16297-1996 規(guī)定了33種大氣污染物的排放限值，同時規(guī)定了標準執(zhí)行

21、中的各種要求：1、標準設(shè)置三類指標;2、排放速率標準分級；3、對于新老污染源規(guī)定了不同排放限值。第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染 大氣的自凈有物理作用(如擴散、稀釋和降水洗滌等）和化學(xué)作用(氧化、還原)等。在從污染源排出的污染物總量恒定的情況下，污染物的濃度在時間和空間上的分布同氣象條件有關(guān)，掌握氣象變化規(guī)律，充分利用大氣的自凈能力，減少或避免大氣污染的危害。第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染 植物具有美化環(huán)境、調(diào)節(jié)氣候、截留粉塵、吸收大氣中有害氣體等功能。植物可以在大面積的范圍內(nèi)，長時間、連續(xù)地凈化大氣，尤其是在大氣中污染物影響范圍廣，濃度比較低的情況下，植物凈化是行之有效的方法。在城市和工業(yè)區(qū)有計劃、有選擇地擴大綠地面積是大氣污染綜合防治具有長效能和多功能的保護措施。第五章第五章 大氣質(zhì)量與大氣污染大氣質(zhì)量與大氣污染 改革能源結(jié)構(gòu)、采用無污染或少污染能源(如太陽能、風(fēng)力、水力以及天然氣、沼氣和酒精等)，燃料進行預(yù)處理(煤和石油預(yù)先脫硫、煤的液化和氣化)以減少燃燒時產(chǎn)生的